Gasanalyse – Kontrolle von Schutzgas-Verpackungen

Hersteller sensibler und verderblicher Produkte stehen vor der zentralen Herausforderung, eine maximale Produktqualität über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu garantieren. Verpackungen mit Schutzatmosphäre sichern Frische, Aroma und Konsistenz und verlängern Regalzeiten entscheidend.

In der Lebensmittel- und Genussmittelindustrie hat sich MAP – Modified Atmosphere Packaging – längst als Goldstandard etabliert.

Die KRÜSS Optronic Gasanalysatoren der MAT‑Serie sind darauf ausgelegt, unterschiedliche Gasgemische mit N2, CO2 und O2 zu messen.

Für die richtige Auswahl des bestmöglichen Messgerätes ist es wichtig die jeweiligen Schutzgase und Anwendungen zu kennen.

Inhalt

Info N2-Stickstoff Modified Atmosphere Packaging MAP

Schutzgas Stickstoff (N2)

Stickstoff ist zu etwa 78 % in Luft enthalten. Es ist ein inertes Gas und geht somit keine direkte Reaktion mit dem Lebensmittel ein. Als Packgas wird es insbesondere zur Verdrängung von Sauerstoff aus der Luft eingesetzt. So wird indirekt die Oxidation von Lebensmitteln verhindert und das Wachstum von sauerstoffabhängigen (aeroben) Mikroorganismen gehemmt.

Modified Atmosphere Packaging Schutzgas CO2-Funktion

Schutzgas Kohlendioxid (CO2)

Kohlendioxid ist ein zentrales Schutzgas: Es senkt den pH-Wert der Produktumgebung, reduziert Schimmel und Bakterien-Wachstum und beeinflusst die Durchlässikeit der Zellmembran. Die Konzentration muss jedoch präzise gewählt werden, da zu viel CO2 den Geschmack verändert. Durch seine hohe Fett- und Wasserlöslichkeit kann zudem Verpackungsdruck verloren gehen.

Modified Atmosphere Packaging Schutzgas O2 info

Schutzgas Sauerstoff (O2)

Sauerstoff liegt in Luft zu rund 21 % vor und ermöglicht das Wachstum aerober Mikroorganismen – zugleich beschleunigt er oxidativen Verderb. In Schutzatmosphären wird O₂ daher stark reduziert oder vollständig entfernt. Eine Ausnahme bildet rotes Frischfleisch: Hier wird der Sauerstoffanteil gezielt erhöht, um die rote Farbe zu erhalten oder zu intensivieren.

Wie funktioniert Verpacken unter Schutzgas (MAP)?

Austausch der Umgebungsluft in der Verpackung

Bei der Verpackung unter Schutzgas werden veränderte Gasgemische aus Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2) und Sauerstoff (O2) eingesetzt. Diese Schutzgase existieren auch als natürlich vorkommende Bestandteile in der Luft.

Die Schutzgasverpackung: Vereinfacht gesagt wird die natürliche Umgebungsluft in der Verpackung durch ein verändertes Gasgemisch ersetzt. Die Konzentration der Schutzgase N2, CO2 und O2 wird, je nach Anforderung und Produkt, in unterschiedlichen Mischanteilen eingesetzt.

Diese veränderten Gasmischungen unterliegen ständigen Kontrollen, sowohl an der Verpackungslinie als auch im Labor oder auf dem Handelsweg. Die Qualitätssicherung erfolgt mit Gasanalysatoren.

Schutzgasverpackungen verlangen absolute Messgenauigkeit, deshalb setzt unsere MAT-Serie auf moderne Hochleistungssensorik. Die Modelle messen mit elektrochemischen O2‑Zellen (EC) oder nichtdispersiven Infrarotsensoren (NDIR) bis hin zu Zirconiumdioxid‑Sensoren (ZrO2). Alle Varianten arbeiten extrem präzise und benötigen nur minimale Probenmengen von 3–7 ml.

Die Modelle MAT1400 und MAT1500 kombinieren NDIR‑Technologie mit einem hochsensitiven ZrO2‑Sensor – ideal für anspruchsvolle Messaufgaben.

Funktion am Beispiel (ZrO2)-Sensor: Eine auf 750 °C erhitzte, yttriumdotierte ZrO2‑Membran trennt Messgas und Umgebungsluft. Sauerstoffionen wandern zur Seite mit der geringeren O2‑Konzentration. Ein beidseitiger Platinfilm erfasst die entstehende Spannungsdifferenz. Über Elektroden erfolgt die Spannungsmessung zwischen den beiden Membran-Seiten zur Errechnung der Sauerstoff-Konzentration.

Sensortechnik Gasanalysatoren

Für eine optimale Anpassung an die jeweilige Applikation stehen optional verschiedenen Modelle mit unterschiedlicher Sensortechnik zur Verfügung. Für jede spezielle Anwendung und jedes Verfahren sollte die jeweilige erprobte Sensortechnik ausgewählt werden. Die Palette der zur Verfügung stehenden Sensoren erlaubt eine optimale Anpassung bezüglich Messbereich und Genauigkeit:

Elektrochemische Zelle (EC) zur O2-Messung
Zirconiumdioxidzelle (ZrO2) zur O2-Messung
Nichtdispersiver Infrarotsensor (NDIR) für die CO2-Messung

Die folgende Tabelle erlaubt eine erste Übersicht. Welche Gerätemodelle für ihre spezifischen Anforderungen passen, können wir gerne in einer persönlichen Beratung besprechen.

Kontaktieren Sie uns gern, wenn Sie mehr Beratung benötigen.

Gasanalysator	MAT1100-Modell	MAT1200-Modell	MAT 1400-Modell	MAT1500-Modell
Einsatzgebiet	Sporadische O2-Stichprobenkontrolle	Kombinierte O2- und CO2-Messung	Hohes Probenaufkommen oder hohe O2-Konzentration	Hohes Probenaufkommen oder hohe O2-Konzentration + Kombinierte O2/CO2-Messung
Vorteil Modellvariante	Wirtschaftliche Variante, schnelle Einsatzbereitschaft, driftarm	Wirtschaftliche Variante, driftarm, umweltkompensierte CO2-Messung	Hohe Lebensdauer, schnelle Messung, hohe Präzision bei geringsten O2-Konzentrationen, weiter Messbereich, driftfrei	Hohe Lebensdauer, schnelle Messung, hohe Präzision bei geringsten O2-Konzentrationen, weiter Messbereich, ZrO2: driftfrei, NDIR: driftfrei, umweltkompensierte CO2-Messung
O2-Sensortechnik	Elektrochemische Sauerstoffzelle (EC)	Elektrochemische Sauerstoffzelle (EC)	Zirconiumdioxid-Sensor (ZrO2)	Zirconiumdioxid-Sensor (ZrO2)
CO2- Sensortechnik	– – –	Nichtdispersiver Infrarotsensor (NIR)	– – –	Nichtdispersiver Infrarotsensor (NIR)
N2-Sensortechnik	– – –	Arithmetische Ermittlung	– – –	Arithmetische Ermittlung

Modified Atmosphere Testing – Beispiele

Schutzgasverpackung verhindert Oxidation bei Gewürzen,Snacks,Nüssen,Kaffee

MAT1100 sichert Frische

Snacks, Nüsse, Gewürze und Kaffee bleiben länger frisch, wenn ihr hoher Fettgehalt vor Oxidation geschützt wird. Genau das leistet eine Verpackung in reiner Stickstoffatmosphäre: Sie verdrängt Sauerstoff und verhindert Ranzigkeit. Für die schnelle, wirtschaftliche Kontrolle dieser Schutzatmosphäre überzeugt der MAT1100 – ein kompakter Gasanalysator für zuverlässige Qualitätssicherung.

Schutzgasverpackung sichert Qualität von Babynahrung

Exakt. Schnell. MAT1400.

Um die Haltbarkeit von Milchpulver – besonders sensibler Babynahrung – zu sichern, wird Sauerstoff konsequent aus der Verpackung verdrängt. In der Praxis erfolgt die Abfüllung meist unter reinem Stickstoff bei minimalem Restsauerstoff. Für die hier sehr zuverlässig geforderte Kontrolle setzt die Qualitätssicherung auf den MAT1400 Gasanalysator.

Nachhaltigkeit Schutzgasverpackung bei Biofleisch

MAT1500 in Anwendungsbreite Nr.1

Frische Biofleischprodukte profitieren von Schutzgasverpackungen, die Haltbarkeit ohne Qualitätsverlust verdoppeln oder verdreifachen – und so Abfall sowie Verpackungsmaterial reduzieren. Für präzise Kontrollen setzt die Branche auf den MAT1500, ideal für Frischfleisch mit 70–80 % O2 und 20–30 % CO2 dank ZrO2‑ und NDIR‑Sensorik.

Schutzgasprofile & Industrien

Jede Industrie arbeitet mit individuellen Schutzgasgemischen: Neben der Lebensmittelbranche werden Gasanalysatoren auch in der Qualitätssicherung der Elektronik-, pharmazeutischen oder Kosmetikindustrie verwendet.

Dabei arbeitet jede Industrie mit unterschiedlichen Gemischen für das jeweilige Schutzgas. Je nach Einsatzzweck kommen also unterschiedliche Konzentrationen zum Einsatz.

Es gibt z.B. reine Stickstoffbegasung oder gleichgewichtige Schutzatmosphären (Equilibrium Modified Atmosphere = EMA) für verpacktes Obst und Gemüse in vorbereiteter, geschnittener Form. Nachfolgend eine Übersicht von möglichen Gasgemischen in unterschiedlichen Industrien.

Übersicht Schutzgase & Industrien

Übersicht Einsatzbereiche

Gasanalysatoren sind unverzichtbare Geräte in modernen Verpackungsprozessen: Hier kommen die Analysegeräte zum Einsatz:

Stichprobenmessungen an der Linie während des Verpackungsvorgangs
Prüfung nach Revision: Änderung der Folien- oder Verpackungsmaterialien
Änderung an der Verpackungsmaschine: Siegelnähte, Schweißnähte
Rückstellproben, Qualitätssicherung im Labor
Prüfungen auf dem Lieferweg

Nachfolgend eine Gesamtübersicht von Branchen und Industrien, die Gasanalyse nutzen. Außerdem erfahren Sie, welches MAT-Modell für welche Anwendung geeignet ist.

Übersicht Anwendungsbereiche & Grätemodelle

Kalibrierung und Justierung

https://youtu.be/s-8BJMf8o4U

Die Testergebnisse beim Modified Atmosphere Packaging müssen rückführbar sein. Rückführbarkeit bedeutet die nachvollziehbare und lückenlose Kontrolle von Messergebnissen durch Vergleichsmessungen mit einem anerkannten Standard.

Dies geschieht bei unseren Gasanalysatoren durch Referenzmaterialien wie Prüf- und Kalibriergasgemische mit hoher Qualität. Damit wird sichergestellt, dass ein Messgerät ohne Abweichung zur Norm einsatzbereit ist.

Sie können auch unseren Wartungsservice nutzen zur technischen Prüfung von Komponenten, der Justierung der Gasanalysatoren mit anschließender auditsicherer Kalibrierung. So erhalten Sie die Gewähr, dass ihr Gerät auch über einen langen Nutzungszeitraum, mit dokumentierter Rückführbarkeit und mit anerkannten Standards Messergebnisse liefert.